O cenário da indústria de manufatura de aditivos 2019:171 empresas impulsionando o avanço da indústria [atualizado]

Atualização 26/05/2020:agora publicamos nosso relatório e infográfico Additive Manufacturing Landscape 2020, apresentando 231 organizações que estão ajudando a impulsionar a manufatura digital. Confira o artigo completo.

A manufatura aditiva passou por uma espécie de revolução nos últimos cinco a dez anos. Antes considerada uma tecnologia voltada para o consumidor, a AM agora evoluiu para uma solução de manufatura industrial viável.

Em 2019, a indústria de manufatura de aditivos era estimada em mais de US $ 9 bilhões de dólares. Embora isso ainda seja uma fração da ampla indústria de manufatura de US $ 12 trilhões, o cenário está evoluindo rapidamente, criando oportunidades massivas para a indústria como um todo.

À medida que novos jogadores continuam a entrar no mercado e novas tecnologias são desenvolvidas, agora é um momento emocionante para fazer parte da mudança.

Com essas mudanças constantes no cenário do mercado, pode ser difícil para os fabricantes acompanhar as principais empresas que oferecem soluções em todo o espectro de AM.

Por esse motivo, em fevereiro de 2019, a AMFG publicou o primeiro cenário de fabricação de aditivos do setor, apresentando a gama de empresas que moldam o futuro do setor.

O objetivo desse cenário era fornecer aos fabricantes e às partes interessadas da indústria uma melhor compreensão do mercado atual de AM e usá-lo para avaliar a evolução da indústria.

A resposta ao nosso primeiro infográfico foi muito maior do que poderíamos ter previsto e recebemos inúmeras sugestões de mais empresas a serem incluídas. Levando em consideração o feedback, atualizamos o panorama e elaboramos um white paper que analisa em detalhes as principais descobertas.

O que é o cenário de fabricação de aditivos?

A indústria de manufatura aditiva está evoluindo rapidamente e acompanhar as empresas-chave pode ser um desafio.

Em um esforço para categorizar este ecossistema próspero, reunimos o primeiro cenário de fabricação de aditivos do setor.

O gráfico compila 171 empresas que estão impulsionando a manufatura aditiva em direção à industrialização. Essas empresas são divididas nas seguintes categorias:

Fabricantes de ferragens (Polímeros, desktop, metais e eletrônicos)
Fornecedores de software (Design e CAD, fluxo de trabalho e segurança)
Fornecedores de materiais (Polímeros, compostos e metais)
Fabricantes de sistemas de pós-processamento
Garantia de qualidade e inspeção de processo
Instituições e centros de pesquisa

Quais empresas estão incluídas?

Ao montar este gráfico, decidimos nos concentrar na impressão 3D industrial.

Isso significa que o gráfico inclui apenas empresas que oferecem principalmente produtos e serviços B2B. Portanto, removemos da consideração as empresas de impressão 3D que estão focadas no consumidor, desta vez.

Claro, também existem muitas outras categorias que poderíamos ter adicionado - os bureaus de serviços são um ótimo exemplo.

No entanto, por uma questão de simplicidade, decidimos não incluir bureaus de serviços ou empresas cujo principal negócio seja a fabricação de serviços. Isso será incluído em um gráfico futuro.

Principais conclusões

Aqui estão algumas das principais lições da paisagem:

Os números mostrados no gráfico acima excluem as 11 instituições de pesquisa apresentadas na paisagem.

Máquinas de metal dominam

De longe o maior segmento, em termos de número de empresas, é a categoria de impressoras 3D de metal, da qual 44 fabricantes estão incluídos. Essas empresas oferecem uma variedade de tecnologias de impressão 3D de metal, desde tecnologias tradicionais de fusão em pó até novas técnicas proprietárias.

A trifeta do unicórnio

No momento em que este artigo foi escrito, havia três empresas de impressão 3D que alcançaram o status de unicórnio - uma avaliação de mais de US $ 1 bilhão. Curiosamente, todos são fabricantes de hardware: Desktop Metal (metal), carbono (polímero) e Formlabs (Área de Trabalho).

Aquisições abundam

O cenário foi marcado por importantes fusões e aquisições em todos os setores, desde as aquisições da 3DSIM pela ANSYS (2017) e da empresa de materiais Granta Design (2019) até as aquisições da GE da ambos Concept Laser e Arcam (2017).

Empresas não AM vislumbram novas oportunidades no setor

Notavelmente, as empresas fora da indústria de manufatura estão cada vez mais vendo a impressão 3D como uma oportunidade madura. Um exemplo recente é a Xerox, que adquiriu recentemente a Vader Systems, uma startup que desenvolve impressoras 3D de metal líquido. A Xerox, é claro, foi adicionada ao gráfico.

Uma análise mais detalhada de cada segmento

HARDWARE

O hardware é a maior parte do cenário de AM.

Como o número de empresas que buscam integrar AM para produção continua a crescer, os fabricantes de hardware estão procurando atender a essa demanda com sistemas de nível industrial que podem imprimir com mais rapidez e precisão.

É importante notar aqui que muitas das empresas oferecem soluções em todo o espectro de polímero, metal e máquinas de mesa. Diversos também atuam em outros segmentos, desenvolvendo materiais e softwares proprietários, por exemplo.

Sistemas de polímero:uma paisagem em constante evolução

A impressão 3D em polímero já percorreu um longo caminho desde suas origens como uma tecnologia de prototipagem rápida. Mas não foi apenas a tecnologia em si que evoluiu - o mesmo aconteceu com o número de empresas que oferecem máquinas que produzem peças de polímero de nível industrial de alta qualidade.

Juntamente com o surgimento de materiais poliméricos de alto desempenho (como exploraremos a seguir), a impressão 3D de polímero está claramente amadurecendo em uma solução industrial para protótipos e peças finais.

Embora o gráfico acima destaque os nomes bem estabelecidos (3D Systems, EOS, Stratasys), há uma série de participantes relativamente novos que oferecem novas tecnologias para interromper o segmento.

O carbono é um deles. As impressoras 3D da Carbon usam seu processo proprietário CLIP (Continuous Liquid Interface Production) e a tecnologia Digital Light Synthesis (DLS) para produzir peças que são consideradas padrão de moldagem por injeção. Carbon teve uma ascensão meteórica, com parcerias importantes com empresas como Adidas, Ford e Lamborghini.

Nexa3D é outra empresa que busca perturbar o cenário atual com suas impressoras 3D estereolitográficas de alta velocidade e nível industrial. Também desenvolveu sua própria tecnologia - Lubricant Sublayer Photo-cura, abreviação de LSPc. Por meio de sua tecnologia LSPc, a Nexa3D espera reduzir os tempos de produção e oferecer maior precisão das peças.

Computadores desktop:em direção à empresa

Historicamente, a impressão 3D de mesa era voltada para o consumidor, com o pensamento predominante de que cada família em breve possuiria uma impressora 3D. Isso, é claro, acabou não sendo o caso e, nos últimos anos, os fabricantes de desktops voltaram sua atenção para os mercados profissionais e empresariais mais lucrativos.

E esta foi uma jogada inteligente. Os avanços feitos nas tecnologias de impressão 3D permitiram aos fabricantes de desktops preencher uma lacuna no mercado:a demanda por sistemas AM menores, mas não menos industriais, a um custo menor do que seus equivalentes maiores. Por exemplo, a impressora Formlabs 'Form 2 SLA 3D tem um preço inicial de $ 3350.

Hoje, o mercado de desktops é indiscutivelmente dominado por duas empresas:Formlabs e Ultimaker.

Ambos fundados em 2011, em um momento em que o hype do consumidor estava atingindo seu pico, Formlabs e Ultimaker são histórias de sucesso únicas. Oito anos depois, as empresas estabeleceram firmemente seu lugar no cenário de impressão 3D industrial.

Vamos pegar o Formlabs, cuja missão é tornar as impressoras 3D estereolitográficas de alta resolução (SLA) mais acessíveis e acessíveis.

A empresa, que tem clientes que incluem Boeing e Tesla e arrecadou mais de US $ 100 milhões, agora está procurando se expandir para a tecnologia de Sinterização Seletiva a Laser (SLS) com o lançamento de sua máquina Fusion 1 SLS para desktop. A máquina tem um preço inicial de cerca de US $ 10.000, uma fração do custo dos sistemas SLS industriais.

O crescimento da impressão 3D em metal

A ascensão da impressão 3D em metal, especialmente nos últimos dois anos, foi bem documentada. No ano passado, o Relatório Wohler 2018 anunciou um crescimento de 80% nas vendas de sistemas AM de metal em 2017.

Marcas consagradas, como EOS, 3D Systems e SLM Solutions, são, é claro, uma parte essencial desse crescimento.

No entanto, outro fator chave para este crescimento é a entrada de novos players e o desenvolvimento de novas tecnologias. Vão desde startups como Digital Alloys e Desktop Metal até marcas reconhecidas (veja o Metal Jet da HP) mergulhando. Todas essas empresas desenvolveram suas próprias tecnologias de impressão 3D de metal, que diferem da abordagem SLM / DMLS tradicional.

Uma empresa digna de nota é a Desktop Metal, a primeira empresa de impressão 3D a atingir o status de unicórnio em 2015. A empresa tem como alvo dois segmentos com seu Studio System (desktop) e Production System (voltado para a manufatura em grande escala).

Impulsionando ainda mais a empolgação no setor de metal AM está o desenvolvimento de novos processos.

Por exemplo, a Digital Alloys, que garantiu uma rodada de financiamento de US $ 12,9 milhões para a Série B em 2018, desenvolveu sua tecnologia de impressão Joule, que usa fio de metal em vez de pós de metal como matéria-prima. A empresa afirma que sua tecnologia ajudará a resolver os problemas de velocidade, qualidade e custo.

SOFTWARE

O panorama do software mudou significativamente nos últimos anos. Embora permaneça dominado pelas categorias de design e simulação, o movimento da indústria em direção à produção levou ao surgimento de duas outras categorias principais:fluxo de trabalho e software de segurança.

Design e CAD, simulação:nomes bem conhecidos dominam

O software de design e simulação são vitais para a manufatura aditiva. Uma vez que AM oferece a possibilidade de criar geometrias complexas inatingíveis com métodos de manufatura tradicionais, isso deu origem a um número crescente de ferramentas de projeto avançadas, como projeto generativo e otimização da topologia.

A categoria de software de design e CAD é dominada por fornecedores de CAD já estabelecidos. Vendo as oportunidades na impressão 3D, essas empresas, como Autodesk (Netfabb, Fusion 360), Dassault Systèmes (SOLIDWORKS) e ANSYS (Additive Suite) fizeram um esforço concentrado para integrar soluções de impressão 3D em suas ofertas.

A longo prazo, parece que esta parte do cenário do software será dominada por grandes nomes, à medida que as empresas tentam preencher a lacuna entre o design e a fabricação.

Design, CAD e simulação também são um segmento repleto de aquisições. Apenas para citar alguns exemplos:em 2017, a ANSYS adquiriu a empresa de simulação de metais, 3DSIM, e passou a adquirir a empresa de informações de materiais, Granta Design, no início deste ano.

Da mesma forma, a PTC adquiriu a empresa de software de design, Frustum, em 2018 por impressionantes US $ 70 milhões. Esta aquisição vê a PTC adicionando IA e recursos de design generativos ao seu portfólio de software CAD Creo 5.0.

Essas aquisições demonstram como as empresas maiores estão procurando consolidar seus recursos de AM e oferecer tecnologia mais especializada para engenheiros e projetistas.

Software de fluxo de trabalho

Embora sejam objeto de menos atenção da mídia, as soluções SaaS não são menos integrantes do processo de manufatura aditiva (devemos declarar nosso interesse aqui, pois o AMFG fornece software de fluxo de trabalho para manufatura aditiva).

À medida que as empresas buscam adotar tecnologias de manufatura aditiva, há uma demanda crescente por software que possa gerenciar as etapas de produção envolvidas.

É aqui que entra o software de fluxo de trabalho. O panorama do software de fluxo de trabalho evoluiu nos últimos cinco anos e agora vários fornecedores de software oferecem soluções para gerenciar o fluxo de trabalho de AM.

À medida que a manufatura aditiva atinge a adoção predominante, vemos que a necessidade de software de fluxo de trabalho tende a aumentar.

Segurança

Como uma tecnologia de manufatura digital, a manufatura aditiva levanta questões importantes sobre proteção de IP e segurança de dados.

Atualmente, três empresas lideram a área de soluções de segurança de software para AM.

Cada uma das empresas incluídas desenvolveu soluções de software para resolver os problemas de segurança. LEO Lane fornece soluções de segurança e criptografia IP, GROW oferece 'manufatura distribuída segura' para permitir um fluxo de trabalho AM seguro e a Identify 3D desenvolveu soluções para proteger a propriedade intelectual dos arquivos de design.

Embora esse segmento ainda seja muito pequeno em comparação com o resto da categoria de software, esperamos que isso mude significativamente nos próximos anos, à medida que aumenta a demanda por soluções de segurança personalizadas.

MATERIAIS

Curiosamente, existem poucos fornecedores específicos de AM. Em vez disso, a maioria das empresas apresentadas já são fornecedores de materiais bem estabelecidos que expandiram seu escopo para fornecer materiais ‘imprimíveis em 3D’.

Um ponto crítico é o alto custo dos materiais. No entanto, à medida que mais concorrência entra no mercado de materiais, isso também reduzirá o custo dos materiais.

Polímeros e compostos

Embora a impressão 3D em metal ainda possa chamar muito a atenção, o segmento de polímeros continua sendo o maior no mercado de materiais. E o que é empolgante são os desenvolvimentos e atividades que estão acontecendo no mercado de polímeros e compósitos, especialmente à medida que os materiais se tornam mais acessíveis.

Polímeros de alto desempenho, por exemplo, como PEEK e PAEK, estão contribuindo para o crescimento do mercado de AM. SABIC é uma empresa que fornece materiais ULTEM. Isso está associado a desenvolvimentos no lado do hardware - 3ntr, Roboze e Apium são apenas alguns fabricantes que produzem impressoras 3D que podem processar materiais como PEEK e ULTEM.

Metais

O crescimento em ligas e pós metálicos anda de mãos dadas com a trajetória de crescimento geral do mercado de metal AM.

O titânio é um segmento interessante, seu crescimento impulsionado por necessidades aeroespaciais e médicas. De acordo com um relatório da SmarTech, os embarques de pós de titânio cresceram 32% em 2018, com o relatório prevendo um crescimento de 24% nas receitas de ligas de titânio em 2019.

Aquisições

Assim como o software, o mercado de materiais também é marcado por um grande número de aquisições. Em julho de 2018, a BASF New Business GmbH (BNB) adquiriu a empresa alemã Advanc3D, integrando a empresa em sua divisão de impressão 3D. Da mesma forma, a Carpenter adquiriu a LPW, um fornecedor líder de materiais metálicos. A empresa agora é conhecida como Carpenter LPW.

PÓS-PROCESSAMENTO

O pós-processamento é frequentemente referido como o "segredo sujo" do AM. Uma etapa inevitável de pós-produção para muitos processos de impressão 3D, o pós-processamento costuma ser muito manual e demorado.

Três soluções dentro do segmento de pós-processamento oferecem sistemas que prometem automatizar a fase de pós-processamento.

Additive Manufacturing Technologies ’ PostPro3D oferece 'tecnologia de acabamento de superfície automatizada', considerada rival do acabamento de moldagem por injeção. Da mesma forma, PostProcess Technologies oferece acabamento de superfície automatizado e soluções de remoção de suporte, enquanto DyeManison fornece sistemas de acabamento de alto volume.

Embora seja uma categoria pequena, ainda há muita atividade neste segmento.

A PostProcess Technologies, sediada nos Estados Unidos, anunciou recentemente planos de expansão para a Europa, anunciando uma recente parceria com a Rösler Oberflächentechnik GmbH, fabricante de sistemas de acabamento para manufatura tradicional.

A DyeMansion, com sede na Alemanha, também busca expansão, tendo recebido um investimento de US $ 5 milhões em uma rodada de financiamento da série A em 2018.

Fabricação de aditivos:uma paisagem em crescimento, repleta de oportunidades

O cenário de manufatura aditiva reflete o amadurecimento contínuo da manufatura aditiva - e uma perspectiva extremamente positiva para a indústria.

Certamente, o ecossistema deve continuar a mudar e evoluir nos próximos anos. No entanto, o que está claro é que a) empresas e investidores estão identificando oportunidades de crescimento eb) AM está definida para perturbar o mercado de manufatura de US $ 12 bilhões.

No futuro, temos certeza de ver mais anúncios, conforme novas empresas continuam a entrar no mercado, novas parcerias são anunciadas e novas tecnologias são desenvolvidas. Também veremos crescimento em todo o espectro da paisagem - incluindo os segmentos menos comentados, como sistemas de pós-processamento e fluxo de trabalho e software de segurança.

Será interessante, daqui a um ano, dar uma olhada em como a paisagem do AM terá evoluído. Afinal, em um setor tão acelerado como o AM, a única certeza é a mudança.

Clique aqui para baixar o whitepaper completo de Additive Manufacturing Landscape.

Entrevista com especialista:Jabil’s Rush LaSelle sobre o futuro da fabricação de aditivos Entrevista com especialista:Uma olhada nas impressoras 3D SLA de nível industrial ultrarrápidas da Nexa3D

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